Способ группового вождения дорожных дронов и система для его осуществления

Способ группового вождения дорожных дронов и система для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области навигации и дистанционного управления, преимущественно, дорожными дронами (автономными или дистанционно управляемыми беспилотными дорожно-уборочными машинами), но может быть использовано и в других областях хозяйственной деятельности, например, при обработке сельхозугодий, в том числе при их разминировании.

Известен «Способ формирования колонны из индивидуально движущихся объектов» (патент SU 1712219 А1, МПК: B61B 1/00, G08G 01/09, B60K 31/00, опубл. 15.02.92. Бюл. №6). Способ состоит в определении, сравнении и изменении скоростей объектов. Сначала определяют нагрузку ведущего объекта, сравнивает ее с допустимой, определяют резервную нагрузку и нагрузку, необходимую для транспортировки индивидуального объекта, сравнивают ее с резервной и при превышении второй над первой определяют маршруты движения объектов в колонне, сравнивают последовательно эти маршруты с маршрутом индивидуального объекта. Далее выбирают в колонне объект, маршрут которого наиболее близок к маршруту индивидуально движущего объекта, расстыковывают объекты, следующие за выбранным, определяют расстояние, достаточное для входа в колонну индивидуально движущегося объекта (которое равно утроенной длине этого объекта), уменьшают скорость отстыкованной части колонны, сравнивая расстояние между расстыкованными частями с указанным выше расстоянием и при их совпадении увеличивают скорость отстыкованной части до ее первоначального значения. Стыкуют индивидуально движущийся объект с выбранным объектом колонны, затем, сначала увеличивают, а потом уменьшают скорость отстыкованной части до первоначального значения, непрерывно определяя расстояние между расстыкованными частями до полного сближения, и стыкуют расстыкованные части колонны.

Рассматриваемый способ не обеспечивает группового движения объектов развернутой цепью и предусматривает движение колонной лишь в состоянии стыковки ее объектов. К тому же в этом способе определено, что при расстыковке колонны для принятия в нее нового объекта переднюю часть тянет ведущий тягач и не определено какой объект и с какими ресурсами тянет вперед заднюю часть колонны. Также не конкретизирована операция вхождения и выхода индивидуального объекта из колонны. Таким образом, данный способ работоспособен лишь при ручном управлении индивидуальными объектами.

Известен «Способ группового вождения сельскохозяйственных агрегатов» (патент SU 1103814 А, МПК: A01B 69/04, опубл. 23.07.84. Бюл. №27). Способ включает перемещение по гону группы сельскохозяйственных агрегатов с поддержанием заданного угла равнения и дистанции между агрегатами на гоне и поворот с последующим их выходом на другой гон, при повороте агрегатов также осуществляют поддержание заданного угла равнения и дистанции между агрегатами. Система для группового вождения с поддержанием дистанции и угла равнения в гоне и при повороте содержит ведущий агрегат с размещенными на нем радиопередатчиком и уголковым отражателем, ведомый агрегат (агрегаты) с размещенными на нем радиоприемником и микро-ЭВМ, вырабатывающей команды на исполнительное устройство по данным радиолокационного дальномера. При выводе ведомых агрегатов на заданное место в группе механизатор, находящийся на ведущей машине, через радиоканал передатчик-приемник передает на ведомые агрегаты команды начала и конца движения, изменения скорости и направления движения. Далее агрегаты удерживаются в группе по командам микро-ЭВМ, получающей сигналы отклонения дистанции и угла равнения, от заданных величин, вырабатываемым радиолокационным дальномером, луч которого отражается уголковым отражателем, размещенным на ведущем агрегате. При этом исполнительное устройство по командам микро-ЭВМ изменяет скорость и положение направляющих колес агрегата в сторону, противоположную отклонениям параметров движения от заданных величин.

Вследствие движения ведущего и ведомых агрегатов не по ровной дороге, а по неровной поверхности поля, радиопередатчик и радиоприемники вместе с корпусами соответствующих агрегатов будут подвергаться хаотическим линейным и угловым возмущениям. В таких условиях выдерживать постоянный заданный угол равнения с помощью равно сигнального направления электромагнитного излучения без использования специальных систем стабилизации практически невозможно. Это приводит к проблемам в отслеживания ведомыми агрегатами заданного угла равнения и расстояний между собой. Работа радиопередатчика в микроволновых и оптических диапозонах радиоволн не обеспечивает надежного достижения его сигналов до ведомых агрегатов из-за экранирования ближайшими к ведущему агрегату ведомыми агрегатами удаленных ведомых агрегатов, а использование радиопередатчиком более длинных радиоволн не обеспечивает необходимой точности навигации ведомых агрегатов. Кроме того, в процессе движения ведомых агрегатов, в силу управления ими по отклонениям, они принципиально не могут выдерживать одинаковый угол равнения и тогда возникает проблема многозначности замеров дальномеров, размещенных на ведомых агрегатах. К тому же, использование микро-ЭВМ в контуре управления каждого дрона без предъявления алгоритма ее работы делает рассматриваемый способ неопределенным.

Известен «Способ управления курсом движения машины» (патент SU 1131487, МПК: A01B 69/04, G05D 1/02, опубл. 30.12.84. Бюл. №48), который принят в качестве прототипа. Данный способ включает в себя определение расстояния от машины до двух заданных точек с использованием электромагнитных сигналов, основным источником электромагнитных колебаний периодически возбуждают два источника звуковых, преимущественно ультразвуковых колебаний, установленные в заданных точках, на машине принимают сигналы основного источника электромагнитных колебаний и обоих источников звуковых колебаний, сигнал одного из которых принимают также дополнительным приемником звуковых сигналов, удаленным на известное расстояние от одного из источников звуковых колебаний и совмещенным с дополнительным источником электромагнитных колебаний, сигналы которого принимают на машине, определяют интервалы времени от момента поступления на машину сигнала основного источника электромагнитных колебаний до моментов поступления на нее сигналов первого и второго источников звуковых колебаний и сигнала дополнительного источника электромагнитных колебаний, вычисляют скорость звука V по формуле V=l₁/Δt₁, где l₁ - известное расстояние от соответствующего источника до дополнительного приемника звуковых колебаний, a Δt₁ - интервал времени от момента поступления на машину сигнала основного источника электромагнитных колебаний до момента поступления на нее сигнала дополнительного источника электромагнитных колебаний. Источники звуковых сигналов устанавливают вдоль прямой, перпендикулярной плоскостям, в которых находятся заданные траектории движения машин. В систему автоматического управления курсом движения машины в зависимости от расположения траектории относительно заданных точек подают сигналы рассогласования J, равные J=(VΔt₂)²-(VΔt₃)²-2lx или J=(VΔt₃)^2-(VΔt₂)²-2lx, где l - расстояние между двумя заданными точками, в которых расположены источники звуковых колебаний; Δt₂ и Δt₃ - интервалы времени от момента поступления на машину сигнала основного источника электромагнитных колебаний до момента поступления на нее сигналов соответственно первого и второго источников звуковых колебаний; x - расстояние от центра отрезка, соединяющего заданные точки, до плоскости, в которой находится заданная траектория движения. Все источники колебаний используют сигналы различной частоты. Способ обеспечивает возможность группового вождения машин по траекториям, лежащим в параллельных плоскостях.

Для группового вождения дорожно-уборочных машин в мегаполисах способ-прототип неприменим, поскольку требует для своего использования больших затрат по оборудованию тысяч улиц источниками электромагнитных и звуковых сигналов. Кроме того способ обеспечивает групповое вождение дорожных машин цепью лишь по траекториям в параллельных плоскостях, а улицы городов часто бывают криволинейными. Способ не позволяет оперативно изменять количество дорожных дронов в развернутой цепи под стать ширине обрабатываемых дорог и не обеспечивает регулирования продольной безопасной дистанции между машинами в группе в зависимости от скорости ее движения.

Известна конструкция системы, описанная в патенте «Способ управления групповым вождением машин» (RU 2172085, МПК: A01B 69/04, G05D 1/02, опубл. 20.08.2001). Способ и реализующая его система ориентированы, преимущественно, на групповое вождение пары машин: скрепер и трактор-толкач. Система включает в себя на борту скрепера: левую и правую группы датчиков соприкосновения, которые своими выходами связаны с первыми входами, соответственно, левого и правого блоков формирования переменного визуального сигнала о положении трактора-толкача относительно линии симметрии скрепера, первые выходы которых связаны со входами, соответственно, левой и правой групп индикаторов положения трактора-толкача, а вторые выходы соединены, соответственно, с первым и вторым входами блока формирования переменного звукового сигнала, первый выход которого связан со вторыми входами левого и правого блока формирования переменного визуального сигнала о положении трактора-толкача относительно линии симметрии скреппера, а второй и третий выходы соединены, соответственно, с первым входом блока определения скорости скрепера и входом звукового излучателя, второй вход блока определения скорости скрепера связан с выходом датчика оборотов тросика спидометра скрепера, а выход соединен с входом цифрового индикатора скорости скрепера, а на борту трактора-толкача система включает датчик движения трактора-толкача, своим выходом соединенный с входом указателя скорости трактора-толкача.

Система предназначена для помощи водителю трактора-толкача при ручной стыковке со скрепером, она не обеспечивают группового движения дорожных машин развернутой цепью и колонной без их стыковки между собой и ведущей машиной.

Известна конструкция системы, описанная в патенте «Способ обеспечения активной безопасности транспортных средств при движении в колонне» (RU 2388057, МПК: G08G 1/16, опубл. 27.04.2010 г.). Система обеспечивает повышение эффективности регулирования скоростного режима объектов транспортного потока посредством интегрирования в общую систему антиблокировочных систем рабочих тормозов всех объектов колонны и введения канала обмена параметрами между объектами колонны. Система предотвращения столкновений транспортных средств содержит: генератор непрерывных колебаний, модулятор, первый усилитель мощности, сумматор, циркулятор, антенну, смеситель, преобразователь частоты, детектор, регистратор дальности, первый регистратор скорости, второй усилитель мощности, фильтр доплеровских частот, второй регистратор скорости, вычислителя опасного расстояния по дальности, путевой скорости и скорости сближения, схема управления положением антенны, первая и вторая, третья и четвертая исполнительная схемы, модулятор и циркулятор антенны обмена данными между объектами колонны, сравнитель. Выход генератора непрерывных колебаний соединен с входом модулятора, первым входом смесителя и входом второго усилителя мощности, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя мощности, вход которого соединен с выходом модулятора, выход сумматора соединен со вторым входом циркулятора, первый вход которого соединен с антенной, а выход - со вторым входом смесителя, выход которого соединен с входами преобразователя частоты и фильтра доплеровских частот, выход которого соединен с входом второго регистратора скорости, выход которого соединен с первым входом вычислителя опасного расстояния по дальности, путевой скорости и скорости сближения, выход преобразователя частоты через детектор соединен с первыми входами регистратора дальности и первого регистратора скорости, выход модулятора соединен с вторыми входами первого регистратора скорости и регистратора дальности, выход которого соединен с вторым входом вычислителя опасного расстояния по дальности, путевой скорости и скорости сближения, выход первого регистратора скорости соединен с третьим входом вычислителя опасного расстояния по дальности, путевой скорости и скорости сближения, вход схемы управления положением антенны связан со вторым выходом вычислителя опасного расстояния по дальности, путевой скорости и скорости сближения, первый выход вычислителя опасного расстояния по дальности, путевой скорости и скорости сближения связан с первой исполнительной схемой, выход которой соединен с источником звука, третий - с входом второй исполнительной схемы, выход которой связан с дроссельной заслонкой, четвертый - с первым входом сравнителя, второй вход которого соединен с выходом циркулятора, а выход - с четвертой исполнительной схемой, выход которой соединен со световой сигнализацией, пятый выход вычислителя опасного расстояния по дальности, путевой скорости и скорости сближения связан с модулятором, выход которого через сравнитель связан с антенной обмена данными между объектами колонны, а шестой - с третьей исполнительной схемой, выход которой соединен с блоком управления антиблокировочной системы (АБС).

Система не обеспечивает автоматического формирования и ведения группы транспортных средств развернутой цепью и обратного автоматического преобразования цепи транспортных средств в колонну.

В качестве прототипа принята система, реализующая способ-прототип, описанная в патенте «Способ управления курсом движения машины» (SU 1131487, МПК: A01B 69/04, G05D 1/02, опубл. 30.12.84. Бюл. №48). Система включает в себя, размещаемые в поле: первый и второй источники звуковых сигналов, входы которых связаны соответственно с первым и вторым выходами основного источника электромагнитных сигналов, дополнительный источник электромагнитных сигналов, своим входом соединенный с выходом первого звукового приемника и размещаемые на борту машины: второй приемник звуковых сигналов, выход которого связан со входами первого и второго электрических фильтров, выходы которых соединены с первыми входами первого и второго датчиков времени, соответственно, приемник электромагнитных сигналов, своим выходом связанный со входами третьего и четвертого электрических фильтров, выход четвертого электрического фильтра связан с первым входом третьего датчика времени, выход третьего электрического фильтра связан со вторыми входами первого, второго и третьего датчиков времени, выходы первого и второго датчиков времени связаны с первым и вторым входами арифметического устройства, соответственно, выход третьего датчика времени связан со входом множительно-делительного устройства, выход которого связан с третьим входом арифметического устройства, выход которого является выходом системы на котором формируются сигналы управления для приводов машины. Все источники сигналов используют различающиеся между собой частоты. Система работает в соответствии с ранее описанным способом.

Для группового вождения дорожно-уборочных машин в мегаполисах система-прототип неприменима, поскольку требует для своего использования больших затрат по оборудованию тысяч улиц источниками электромагнитных и звуковых сигналов. Кроме того, система обеспечивает групповое вождение дорожных машин цепью лишь по траекториям в виде параллельных прямых линий, а улицы городов часто бывают криволинейными. Система не позволяет оперативно изменять количество дорожных машин в развернутой цепи под стать ширине обрабатываемых дорог и не обеспечивает регулирование продольной безопасной дистанции между машинами в группе в зависимости от скорости ее движения.

Задачей изобретения является автоматизация вождения дорожно-уборочных машин колонной и развернутой цепью, например, при чистке дорог от снега и грязи.

Техническим результатом изобретения является повышение производительности труда операторов дорожно-уборочных машин.

Технический результат обеспечивается за счет того, что в способ группового вождения дорожных дронов, в котором периодически излучают электромагнитные, преимущественно радиочастотные, сигналы, излучают два рода акустических, преимущественно ультразвуковых, сигналов, первый из которых возбуждают одновременно с каждым электромагнитным сигналом, принимают электромагнитные и акустические сигналы, определяют расстояния от излучателя акустических сигналов до двух датчиков акустических сигналов по временным задержкам их приема относительно соответствующих электромагнитных сигналов и автоматически управляют курсом движения каждого дорожного дрона по предварительно формируемым сигналам рассогласования вводят следующие дополнительные действия:

- электромагнитные сигналы излучают с борта ведущей машины с ориентацией диаграммы направленности излучения в заднее полупространство машины, акустические сигналы первого рода излучают с позиции середины задней части ведущей машины с ориентацией диаграммы направленности излучения в заднее полупространство машины, тиражируют излучение акустических сигналов второго рода по количеству дронов в группе с размещением позиций их излучения в середине задней части каждого дрона с ориентацией их диаграмм направленности в заднее полупространство дронов, принимают электромагнитные сигналы на борту каждого дрона группы, принимают акустические сигналы на борту каждого дрона группы в позициях симметрично относительно середины и ближе к краям фронтальной его части;

- предварительно под ручным управлением расставляют группу дорожных машин колонной, с ведущей машиной во главе, присваивают им идентификационные порядковые номера от нуля, для дрона ближайшего к ведущей машине, с возрастанием в сторону хвоста колонны и устанавливают необходимое для выполнения групповой работы боковое смещение каждого дрона относительно ближайшей спереди машины;

для ведущей машины:

- после установки всей группы машин в исходное состояние, ручным или автоматическим образом перемещают ведущую машину по дороге в соответствии с планом дорожно-уборочных работ и формируют по ходу движения необходимые команды режимов вождения дронов и областей действия указанных режимов;

- преобразуют команды режимов вождения дронов и пролонгации указанных режимов в циклическую командную синхропоследовательность, в которой каждый цикл начинается с командного сигнала, несущего в себе значение текущей команды оператора по режиму вождения дронов, за которым следуют сигналы «пролонгация команды», за которыми следуют сигналы «отмена команды», причем указанные типы сигналов имеют признаки отличия друг от друга, а период следования сигналов не меньше времени прохождения акустического сигнала между соседними машинами в группе;

- модулируют электромагнитное излучение командной синхропоследовательностью и обеспечивают возбуждение своего излучения акустических сигналов в течение кванта времени командного сигнала командной синхропоследовательности;

для каждого дорожного дрона:

- идентифицируют значение сигналов в каждом цикле принимаемой командной синхропоследовательности и обеспечивают счет в пределах указанного цикла каждого сигнала, считая номер командного сигнала нулевым;

- обеспечивают прием акустических сигналов на время совпадения номера сигнала в очередном цикле принятой командной синхропоследовательности с идентификационным номером дрона;

- возбуждают свое излучение акустических сигналов второго рода на время совпадения номера сигнала в очередном цикле принятой командной синхропоследовательности с увеличенным на единицу идентификационным номером дрона;

- при приеме в очередном цикле принятой командной последовательности команды «торможение» блокируют (отключают) управление скоростью движения дрона и одновременно включают торможение дрона до прихода очередной команды, отличной от команды «торможение»;

- при приеме в очередном цикле командной синхропоследовательности команды «колонна», одновременном совпадении номера принимаемого сигнала в этом цикле с идентификационным номером дрона и типе «команда» или «пролонгация команды» указанного сигнала, до приема цикла с другой командой, курсом дрона управляют по критерию минимизации рассогласования между текущими расстояниями от позиции акустического излучения ближайшего спереди дрона или ведущей машины до позиций приема указанного излучения на рассматриваемом дроне;

- при приеме в очередном цикле командной синхропоследовательности команды «цепью вправо», одновременном совпадении номера принимаемого сигнала в этом цикле с идентификационным номером дрона и типе «команда» или «пролонгация команды» указанного сигнала, до приема цикла с другой командой, курсом дрона управляют по критерию минимизации рассогласования между текущими расстояниями от позиции акустического излучения ближайшего спереди дрона или ведущей машины до позиций приема указанного излучения на рассматриваемом дроне с добавлением установочного положительного смещения;

- при приеме в очередном цикле командной синхропоследовательности команды «цепью влево», одновременном совпадении номера принимаемого сигнала в этом цикле с идентификационным номером дрона и типе «команда» или «пролонгация команды» указанного сигнала, до приема цикла с другой командой, курсом дрона управляют по критерию минимизации рассогласования между текущими расстояниями от позиции акустического излучения ближайшего спереди дрона или ведущей машины до позиций приема указанного излучения на рассматриваемом дроне с вычитанием установочного положительного смещения;

- при приеме в очередном цикле принятой командной последовательности команды «колонна», «цепью влево» или «цепью вправо», до приема цикла с командой «торможение», управляют скоростью движения дрона по критерию минимизации рассогласования разности расстояния, равного безопасной дистанции до ближайшего впереди дрона, например расстояния в метрах численно равного половине текущей скорости дрона, и половины суммы расстояний от позиции акустического излучения ближайшего спереди дрона или ведущей машины до позиций приема указанного излучения на рассматриваемом дроне;

причем мощность излучаемых электромагнитных сигналов задают достаточной для достижения всех дронов группы, мощность излучаемых акустических сигналов задают достаточной для достижения ближайшего сзади дрона, а длительность электромагнитных и акустических сигналов задают меньшей времени прохождения акустическим сигналом дистанции между двумя соседними дорожными машинами во всем диапазоне скоростей движения группы.

Технический результат обеспечивается также за счет того, что в систему группового вождения дорожных дронов, содержащую излучатель электромагнитных, преимущественно радиочастотных, сигналов, первый и второй излучатели акустических сигналов, датчик электромагнитных сигналов, а также первый и второй датчики акустических сигналов дополнительно введены:

на борту ведущей машины в составе командно-задающего устройства: первый генератор импульсов, шифратор, датчик степени пролонгации команд, датчик команд режимов движения, кольцевой счетчик, первый компаратор, логический элемент ИЛИ-НЕ, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой ждущие мультивибраторы, первый логический элемент ИЛИ,

причем выход первого генератора импульсов связан с первым входом первого излучателя акустических сигналов, первым входом первого ждущего мультивибратора, входом кольцевого счетчика и входом шестого ждущего мультивибратора, линии шины выхода датчика степени пролонгации команд соединены с одноименными линиями шины входа шифратора, линии шины выхода шифратора связаны с одноименными линиями шины первого входа первого компаратора, линии шины выхода кольцевого счетчика связаны с одноименными линиями шины входа логического элемента ИЛИ-НЕ и шины второго входа первого компаратора, выход первого компаратора соединен со вторым входом первого ждущего мультивибратора, выход логического элемента ИЛИ-НЕ связан с первыми входами второго, третьего, четвертого и пятого ждущих мультивибраторов и вторым входом первого излучателя акустических сигналов, первая, вторая, третья, четвертая линии шины выхода датчика команд режима движения связаны со вторыми входами соответственно второго, третьего, четвертого и пятого ждущих мультивибраторов, выход шестого ждущего мультивибратора соединен с первым входом первого логического элемента ИЛИ, выходы первого, второго, третьего, четвертого и пятого ждущих мультивибраторов соединены соответственно с первой, второй, третьей, четвертой и пятой линиями шины второго входа первого логического элемента ИЛИ, выход которого связан с входом излучателя электромагнитных сигналов,

на борту каждого дорожного дрона в составе устройства его управления введены:

первый, второй, третий и четвертый счетчики, датчик идентификационного номера, второй и третий генераторы импульсов, второй компаратор, первый и второй RS-триггеры, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) идентификации команд, седьмой и восьмой ждущие мультивибраторы, второй логический элемент ИЛИ, первый и второй сумматоры, первый, второй и третий регистры, цифровой спидометр, первый вычитатель, второй вычитатель, датчик установочного смещения, привод торможения, ПЗУ-управления смещением, сервопривод скорости движения, сервопривод рулевого механизма,

причем выход датчика электромагнитных сигналов связан с первыми входами первого и второго счетчика, а также ПЗУ-идентификации команд, выход второго генератора импульсов связан со вторым входом первого счетчика, линии шины выхода которого связаны с одноименными линиями шины второго входа ПЗУ-идентификации команд, первая линия шины выхода которого соединена с первым входом первого регистра, третья, четвертая и пятая линии формируют шину второго входа первого регистра и шину входа второго логического элемента ИЛИ, выход которого соединен со вторым входом второго счетчика и третьим входом первого регистра, линии шины выхода второго счетчика связаны с одноименными линиями шины первого входа второго компаратора, линии шины второго входа которого связаны с одноименными линиями шины выхода датчика идентификационного номера, первый выход второго компаратора соединен с входами первого и второго датчиков акустических сигналов, второй выход связан с первыми входами первого и второго RS-триггеров, третьего и четвертого счетчиков, входом третьего генератора импульсов, а также входами седьмого и восьмого ждущих мультивибраторов, выход седьмого ждущего мультивибратора соединен с входом второго излучателя акустических сигналов, выход первого датчика акустических сигналов соединен со вторым входом первого RS-триггера, выход которого связан со вторым входом третьего счетчика, выход второго датчика акустических сигналов соединен со вторым входом второго RS-триггера, выход которого связан со вторым входом четвертого счетчика, первая линия шины выхода первого регистра связана с первым входом сервопривода скорости движения и входом привода торможения, вторая и третья линии образуют шину первого входа ПЗУ- управления смещением, выход восьмого мультивибратора соединен с первыми входами второго и третьего регистра, выход третьего генератора импульсов связан с третьими входами третьего и четвертого счетчиков, линии шины выхода третьего счетчика связаны с одноименными линиями шины первого входа первого сумматора и шины первого входа второго вычитателя, линии шины выхода четвертого счетчика связаны с одноименными линиями шины второго входа первого сумматора и шины второго входа второго вычитателя, линии шины выхода первого сумматора связаны с одноименными линиями шины первого входа первого вычитателя, линии шины второго входа которого соединены с одноименными линиями шины выхода цифрового спидометра, а линии шины выхода связаны с одноименными линиями шины второго входа второго регистра, линии шины выхода второго регистра соединены с одноименными линиями шины второго входа сервопривода скорости движения, линии шины выхода второго вычитателя связаны с одноименными линиями шины первого входа второго сумматора, линии шины второго входа которого связаны с одноименными линиями шины выхода ПЗУ-управления смещением, линии шины второго входа которого связаны с одноименными линиями шины выхода датчика установочного смещения, линии шины выхода второго сумматора связаны с одноименными линиями шины второго входа третьего регистра, линии шины выхода которого соединены с одноименными линиями шины входа сервопривода рулевого механизма.

Сопоставительный анализ показывает, что введение новых действий, блоков и связей в способ и систему группового вождения дорожных дронов обеспечивает получение в сравнении с прототипом качественно новых возможностей:

1. Исключается необходимость оборудования дорог дополнительным оборудованием.

2. За счет использования дорожных дронов с соответствующим инструментарием расширяется ширина полосы обработки дороги за один проход.

3. Появляется возможность группового вождения дорожных по криволинейным дорогам.

4. У водителя ведущей машины появляется возможность, не выходя из кабины своей машины, оперативно изменять ширину и ориентацию развертываемой цепи дорожных дронов, что нужно для обработки улиц различной ширины, к тому же часто заставленных припаркованным автотранспортом.

5. В связи с тем, что управление движением дорожных дронов осуществляется по линейным отклонениям, менее зависимых от неровностей подстилающей местности, появляется возможность расширения сферы применения изобретения.

6. Возможность развертывания цепи дронов как вправо, так и влево относительно ведущей машины позволяет водителю гибко выбирать место ведущей машины с наилучшим обзором, что актуально при обработке улиц, заставленных припаркованным автотранспортом.

В совокупности новые возможности обеспечивают не только формирование заявленного технического результата, а именно, повышение производительности труда операторов дорожно-уборочных машин, но и обеспечивают расширение области его применимости.

Сущность изобретения поясняется следующими чертежами и таблицами:

Фиг. 1 Сенсорное оснащение дорожных машин.

Фиг. 2 Структура командной синхропоследовательности.

Фиг. 3 Варианты группового движения дорожных дронов.

Фиг. 4 Порядок выполнения командно-зависимых действий.

Фиг. 5 Функциональная схема системы.

Табл. 1 Содержимое ПЗУ-идентификации команд.

Табл. 2 Значимое содержимое ПЗУ-управления смещением.

Заявляемый способ группового вождения дорожных дронов включает в себя следующие действия:

D1. Предварительно под ручным управлением расставляют группу дорожных машин колонной, с ведущей машиной во главе, присваивают им идентификационные порядковые номера от нуля, для дрона ближайшего к ведущей машине, с возрастанием в сторону хвоста колонны (фиг. 1) и устанавливают необходимое для выполнения групповой работы боковое смещение каждого дрона относительно ближайшей спереди машины.

Действия на борту ведущей машины:

D2. После установки всей группы машин в исходное состояние, ручным или автоматическим образом перемещают ведущую машину по дороге в соответствии с планом дорожно-уборочных работ и формируют по ходу движения необходимые команды режимов вождения дронов и областей действия указанных режимов.

D3. Преобразуют команды режимов вождения дронов и пролонгации указанных режимов в циклическую командную синхропоследовательность, в которой каждый цикл начинается с командного сигнала, несущего в себе значение текущей команды оператора по режиму вождения дронов, за которым следуют сигналы «пролонгация команды», за которыми следуют сигналы «отмена команды», причем указанные типы сигналов имеют признаки отличия друг от друга (фиг. 2), а период следования сигналов не меньше времени прохождения акустического сигнала между соседними машинами в группе.

D4. Возбуждают электромагнитное излучение с модулированием его командной синхропоследовательностью и излучают свои акустические сигналы синхронно с действием командных сигналов командной синхропоследовательности.

Действия на борту каждого дорожного дрона:

D5. Принимают электромагнитные сигналы на борту каждого дрона группы, преобразуют их в цифровую форму, и формируют копию командной синхропоследовательности, идентифицируют значение сигналов в каждом цикле принимаемой командной синхропоследовательности и обеспечивают счет в пределах каждого цикла каждого сигнала, считая номер командного сигнала нулевым.

D6. Принимают акустические сигналы во время совпадения номера сигнала в очередном цикле принятой командной синхропоследовательности с идентификационным номером дрона, преобразуют их в цифровую форму и определяют расстояния от позиции излучения акустических сигналов ближайшей впереди машины до позиций приема акустических сигналов на рассматриваемом дроне по временным задержкам их приема относительно соответствующих электромагнитных сигналов (фиг. 3).

D7. Излучают свои акустические сигналы второго рода во время совпадения номера сигнала в очередном цикле принятой командной синхропоследовательности с увеличенным на единицу идентификационным номером дрона (фиг. 1).

D8. При приеме в очередном цикле командной последовательности команды «торможение» блокируют (отключают) управление скоростью движения дрона и одновременно включают торможение дрона до прихода очередной команды, отличной от команды «торможение» (фиг. 4).

D9. При приеме в очередном цикле командной синхропоследовательности команды «колонна», одновременном совпадении номера принимаемого сигнала в этом цикле с идентификационным номером дрона и типе «команда» или «пролонгация команды» или «отмена команды» указанного сигнала, до приема цикла с другой командой, курсом дрона управляют по критерию минимизации рассогласования между текущими расстояниями от позиции акустического излучения ближайшего спереди дрона или ведущей машины до позиций приема указанного излучения на рассматриваемом дроне (фиг. 3).

D10. При приеме в очередном цикле командной синхропоследовательности команды «цепью вправо», одновременном совпадении номера принимаемого сигнала в этом цикле с идентификационным номером дрона и типе «команда» или «пролонгация команды» указанного сигнала, до приема цикла с другой командой, курсом дрона управляют по критерию минимизации рассогласования между текущими расстояниями от позиции акустического излучения ближайшего спереди дрона или ведущей машины до позиций приема указанного излучения на рассматриваемом дроне с добавлением установочного положительного смещения (фиг. 3).

D11. При приеме в очередном цикле командной синхропоследовательности команды «цепью влево», одновременном совпадении номера принимаемого сигнала в этом цикле с идентификационным номером дрона и типе «команда» или «пролонгация команды» указанного сигнала, до приема цикла с другой командой, курсом дрона управляют по критерию минимизации рассогласования между текущими расстояниями от позиции акустического излучения ближайшего спереди дрона или ведущей машины до позиций приема указанного излучения на рассматриваемом дроне с вычитанием установочного положительного смещения (фиг. 3).

D12. При приеме в очередном цикле принятой командной последовательности команды «колонна», «цепью влево» или «цепью вправо», до приема цикла с командой «торможение», управляют скоростью движения дрона по критерию минимизации рассогласования разности расстояния, равного безопасной дистанции до ближайшего впереди дрона, например расстояния в метрах численно равного половине текущей скорости дрон